Vloeistofverplaatsing

Vloeistofverplaatsing is het verschijnsel waarbij vloeistof in een container in hoogte verandert door de aanwezigheid van een voorwerp of door een verandering in de vloeistofdichtheid of -volume. Het begrip is fundamenteel voor het bepalen van volumes van voorwerpen die geen eenvoudige maat kunnen hebben, en voor het begrijpen van drijfvermogen.

Bij onderdompeling van een voorwerp verplaatst de vloeistof een volume gelijk aan het ondergedompelde volume van het voorwerp. Is het voorwerp volledig ondergedompeld, dan is het verplaatste vloeistofvolume gelijk aan het volume van het voorwerp. Voor zwevende voorwerpen is de hoeveelheid verplaatste vloeistof zo gekozen dat de opwaartse kracht gelijk is aan het gewicht van het voorwerp; met andere woorden, verplaatste volume hangt af van de dichtheid van de vloeistof en van het gewicht van het voorwerp (verplaatste volume = gewicht voorwerp gedeeld door vloeistofdichtheid).

Het verschijnsel wordt verklaard door Archimedesprincipe, dat stelt dat de opwaartse kracht op een voorwerp in een vloeistof gelijk is aan het gewicht van de verplaatste vloeistof. Dit principe bepaalt drijfvermogen en is van toepassing op zowel zinkende als drijvende voorwerpen.

Meetmethoden worden gebruikt om vloeistofverplaatsing te kwantificeren. De verdringer-methode in een maatcilinder meet het volume van de verplaatste vloeistof als een object wordt ondergedompeld; het verschil tussen het begin- en eindniveau geeft het verplaatste volume aan. Een alternatief is de overflow-methode: vloeistof wordt in een bekertje gevuld tot een bekend niveau, het object wordt ondergedompeld en de vloeistof die uit het bekertje loopt geeft het verplaatste volume.

Toepassingen omvatten het bepalen van volumes en dichtheden van onregelmatige voorwerpen, het testen van drijfvermogens en basale meetkunde in laboratoriumomstandigheden. Belangrijke overwegingen zijn temperatuurgerelateerde dichtheidsveranderingen, luchtbellen en nauwkeurigheid van meetinstrumenten.